PCB印刷电路板入门介绍.pdfVIP

印刷電路板入門 導論 我們在Toms 硬體指南上為各位介紹的主機板，或是顯示卡等等的電腦零件，它們 最重要的部份，莫過於印刷電路板（Printed circuit board ，PCB）了。您可以由 它身上測得各項生硬的規格以及測試數據，不過另一方面，您也可以仔細研究它， 看看許多設計者將他們的藝術才能，都發揮在這精密的製造過程上。PCB 本身可說 是電子設計之美，以及純熟技術的結合。接下來我們將帶領各位看看PCB 的世界， 雖然我們不敢說探討到多艱深的技術，不過我們儘可能的讓這篇文章涵蓋的範圍更 廣，為各位讀者們提供一個大概的觀念。 什麼是PCB ？ 印刷電路板（Printed circuit board ，PCB）幾乎會出現在每一種電子設備當中。 如果在某樣設備中有電子零件，那麼它們也都是鑲在大小各異的PCB 上。除了固定 各種小零件外，PCB 的主要功能是提供上頭各項零件的相互電流連接。隨著電子設 備越來越複雜，需要的零件越來越多，PCB 上頭的線路與零件也越來越密集了。 標準的PCB 長得就像這樣。裸板（上頭沒有零件）也常被稱為「印刷線路板Printed Wiring Board （PWB）」。 板子本身的底座是由絕緣隔熱、並無法彎曲的材質所製作成。在表面可以看到的細 小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在製造過程中部份被蝕刻 處理掉，留下來的部份就變成網狀的細小線路了。這些線路被稱作導線（conductor pattern ）或稱佈線，並用來提供PCB 上零件的電路連接。 導線（Conductor Pattern ） 為了將零件固定在PCB 上面，我們將它們的接腳直接焊在佈線上。在最基本的PCB （單面板）上，零件都集中在其中一面，導線則都集中在另一面。這麼一來我們就 需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一 面上的。因為如此，PCB 的正反面分別被稱為零件面（Component Side）與焊 接面（Solder Side）。 如果PCB 上頭有某些零件，需要在製作完成後也可以拿掉或裝回去，那麼該零件安 裝時會用到插座（Socket）。由於插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。 下面看到的是ZIF （Zero Insertion Force ，不費力式）插座，它可以讓零件（這 裡指的是CPU ）可以輕鬆插進插座，也可以拆下來。插座旁的固定桿，可以在您插 進零件後將其固定。 ZIF 插座 如果要將兩塊PCB 相互連結，一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭（edge connector ）。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實上也是PCB 佈線的 一部份。通常連接時，我們將其中一片PCB 上的金手指插進另一片PCB 上合適的 插槽上（一般叫做擴充槽Slot）。在電腦中，像是顯示卡，音效卡或是其他類似的 界面卡，都是藉著金手指來與主機板連接的。 邊接頭（俗稱金手指） AGP 擴充槽 PCB 上的綠色或是棕色，是防焊漆（solder mask）的顏色。這層是絕緣的防護層， 可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在防焊層上另外會印刷上一 層網版印刷面（silk screen ）。通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的）， 以標示出各零件在板子上的位置。網版印刷面也被稱作圖標面（legend）。 有白色圖標面的綠色PCB 沒有圖標面的棕色PCB PCB 的種類 單面板（Single-Sided Boards ） 我們剛剛提到過，在最基本的PCB 上，零件集中在其中一面，導線則集中在另一面 上。因為導線只出現在其中一面，所以我們就稱這種PCB 叫作單面板 （Single-sided）。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制（因為只有一面， 佈線間不能交叉而必須繞獨自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類的板子。 單面PCB 表面 單面PCB 底面 雙面板（Double-Sided Boards ） 這種電路板的兩面都有佈線。不過要用上兩面的導線，必須要在兩面間有適當的電 路連接才行。這種電路間的「橋樑」叫做導孔（via）。導孔是在PCB 上，充滿或 塗上金屬的小洞，它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一 倍，而且因為佈線可以互相交錯（可以繞到另一面），它更適合用在比單面板更複 雜的電路上。 雙面PCB 表面 雙面PCB 底面 多層板（Multi-Layer Boards ） 為了增加可以佈線的面積，多層板用上了更多單或雙面的佈線板。多層板使用數片 雙面板